在氣候呈顯著季節(jié)性變化的地區(qū)，一般多年生木本植物莖內(nèi)的次生木質(zhì)部內(nèi)，每年都要形成一個(gè)界限分明的輪紋，叫年輪，也叫生長輪或生長層。

年輪是怎樣形成的呢?當(dāng)樹木莖干的形成層細(xì)胞分裂時(shí)，樹的直徑就增加了。樹內(nèi)形成的新細(xì)胞形成木質(zhì)部分。在春季及夏初生長期形成的細(xì)胞，通常比夏末秋初大得多。所以木質(zhì)頗色淺而寬厚(稱早材)。而夏末秋初生的細(xì)胞較小或根本不生長。所以這從木質(zhì)部看上去顏色深而窄(稱晚材)。當(dāng)年早材與晚材逐漸過渡而形成一輪，而晚材與次年早材之間則形成界限分明的輪紋，這就是年輪。年輪一年一輪，查查有多少圈年輪、就可以知道這棵樹有多少歲了。

美國科學(xué)家道格拉斯通過考察認(rèn)識到，檢查樹木年輪類型可以知道當(dāng)?shù)剡^去的氣象情況。他創(chuàng)立了一個(gè)新的科學(xué)學(xué)科——樹木年代學(xué)，還在亞利桑那大學(xué)建立一個(gè)年輪研究實(shí)驗(yàn)室。

從樹樁、木塊及活樹上可以看出年輪的寬窄。樹木每年的生長在很大程度上取決于土壤的濕度：水分越充足，年輪越寬。通過對同一地區(qū)樹木年輪的比較，可以分辨出每圈年輪的生長年代，然后可以劃分出每圈年輪所代表的確切日期。通過分析舊木頭，就可以知道建造一座大教堂，發(fā)生一場森林大火，出現(xiàn)一次滑坡事件，甚至制作一個(gè)油畫框的準(zhǔn)確日期。

一些科學(xué)家的研究成果表明，年輪還可以提供過去年代火山爆發(fā)的記錄。在樹木的生長期，當(dāng)氣溫降到冰點(diǎn)以下時(shí)，霜凍會(huì)對樹體造成損壞，年輪內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)疤痕。這種寒冷氣候常常與火山爆發(fā)有關(guān)，因?yàn)榛鹕奖l(fā)把塵埃和其他一些物質(zhì)噴人大氣層，遮住陽光，使地球的溫度降低。因此，通過察看年輪內(nèi)的疤痕可以判斷火山爆發(fā)的時(shí)間。

現(xiàn)在，科學(xué)家們正在研究年輪與地震的關(guān)系，他們認(rèn)為大地震動(dòng)時(shí)，樹木受到壓力，樹木對這些壓力的反應(yīng)也會(huì)記錄到它們的年輪中。